電氣設備需要多種直流電壓供電才能進行工作，可以使用反激式加多個降壓/升壓變換器達成電壓的穩定及恒定電流的控製。但傳統的多路輸出電源也面臨着不同的技藝挑戰，例如在策劃時需要權衡效率、空載功耗、輸出精度。從當前的解決方案來看，要做到這三者之間的權衡還有一定難度。 一般而言，單輸出電源只要有反饋電路就能非常穩定地輸出，但多輸出電源有所不同。以一個三路輸出電源的電路結構為例，一般有輔助輸出、主輸出、反饋電路。由於傳統多路輸出反激式開關電源僅對主輸出進行穩壓調節，主輸出經過反饋電路可以得到穩定的電壓，但輔助輸出不經過反饋電路，電壓會隨輸出負載條件出現變化，也就是大家所熟知的交叉調整率指標。這也是多路輸出電源的難點之一：如何得到精確且穩定的輸出是每個電源工程師不得不面對的策劃挑戰。

多路輸出電源的電路結構

根據終端顧客需求的不同，芯片廠商給出了不同的解決方案，PI資深技藝培訓經理阎金光分享了不同方案類型帶來了效果對比。 例如采用輸出未經調整的多路輸出反激式電源的方案，能夠達成高效率、較低的空載功耗，但會犧牲輸出精度。如果采用多路輸出反激+加權反饋+假負載的方案，能夠得到高效率、高輸出精度，但空載功耗較高。如果采用了單輸出的反激電源+降壓變換器穩壓+假負載，能夠得到較好的輸出精度，但空載功耗比較高，且效率也只是中等水平。 可以看到，在不同情況下，不同的組合方式依舊難以達成效率、空載功耗、輸出精度三者的權衡，且不同方案對成本也會有所影響。通過加權反饋或者是添加降壓型變換器的方式雖然能改善穩壓精度，但在峰值充電、“能量不足”的情況下也會出現輸出電壓忽高忽低的穩定性問題。 在認識到多路輸出電源的技藝挑戰之後，PI供應了新的解決方案。在2月27日，PI正式發布InnoMux-2™系列單級獨立穩壓的多路輸出離線式電源IC。 根據展現，InnoMux-2 IC將AC-DC和後級DC-DC變換級整合到單個芯片中，供應三個獨立穩壓輸出，且改善了多路輸出離線式電源變換的策劃，能配置多個恒壓(CV)和恒流(CC)輸出組合，且每個輸出均進行獨立的穩壓調整。 InnoMux-2 IC相較於傳統的兩級架構，無需使用單獨的後級DC-DC變換級，元件數目減少約50%，可大大減小PCB板的占板尺寸。官方展現，InnoMux-2 IC可以供應的輸出功率可達100W，並且在整個輸入電壓、負載範圍、溫度及負載電流跳變的條件下滿足優於±3%的調整精度。另外，InnoMux-2 IC在效率和功耗上都達成了不同的升級。 在效率方面，InnoMux-2 IC采用一個單級的架構，750V PowiGaN™氮化镓開關管、零電壓開關(無需有源鉗位)和同步整流技藝，能夠讓系統效率最多提高10%。 PI舉了一個例子，在一個12V恒壓的單輸出電源中，最終的系統效率為92%。在一個多輸出+後級穩壓器電源架構中，輸出5V CV、12V CV、30V CC，經過二次變換後的系統效率只有80%。而InnoMux-2多路輸出的方案中引入氮化镓開關管，通過對輸出能量加以引導，在沒有采用後級穩壓器的情況下還能將系統效率提升10%，達到90%。

InnoMux-2 在系統效率上的表現(圖源：PI)

針對功耗的管理，能源之星®和歐盟標識指令對設備的功耗進一步進行了限製，歐洲用電产品(EuP)指令規定設備在待機狀態下的功耗需要到300mW以下。因此電源管理系統需要在功耗上達成進一步的疊代，特別是智能家電應用場景，而為了維持輸出電壓穩定的泄放電路不執行任何有效的工作，但在待機狀態下會消耗大量的能量。如果采用InnoMux-2 IC解決方案，則無需在輸出端采用泄放電阻，進而可將待機功耗改善20%，保證300mW的待機功耗要求。 在應用場景上，大多數嵌入式系統都需要多軌供電，InnoMux-2能夠在一定程度上很好地解決多路輸出電源在功耗、效率等方面的技藝挑戰，適合於白色家電、工業系統、顯示器等需要多組供電電壓的應用場景。 阎金光展現，InnoMux-2方案幫助各種輸出組合，例如應用在電視、照明場景，可以使用一路恒壓和一路恒流輸出的方式;針對高端顯示器可以采用一路恒壓及最多八路的恒流輸出的方式。另外，PI還推出了62W工業及電器類應用模塊電源(3組CV輸出)等多個參考策劃。這些革命性的高輸出精度單級多路輸出變換器的策劃，一定會給工程師帶來新的策劃選擇。